高機能化した蛍光性温度センサーによる細胞内の温度分布イメージング

• Project/Area Number: 20685006
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Analytical chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 内山 聖一 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 助教 (10401225)
• Project Period (FY): 2008 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000); Fiscal Year 2010: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2009: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2008: ¥11,960,000 (Direct Cost: ¥9,200,000、Indirect Cost: ¥2,760,000)
• Keywords: 蛍光 / 高分子 / 温度 / 分析 / 細胞

Research Abstract

昨年度に開発した蛍光性温度センサーpoly (NNPAM-co-SPA-co-DBD-AA)を蛍光寿命イメージング法に応用し、COS7細胞内の温度マッピングを進めた。最初に、細胞内におけるpoly (NNPAM-co-SPA-co-DBD-AA)の性能について評価したところ、空間分解能200nm、温度分解能0.18～0.58℃であり、細胞内の温度分布イメージングが十分に可能であることが分かった。そこで実際に、生細胞内の温度を測定したところ、核や中心体が細胞質に対して有意に熱く、さらにその程度が細胞周期依存的であることが判明した。この細胞内における小器官の温度差はこれまでに報告がなく、本研究課題で開発した蛍光性温度センサーによって初めて捉えられた生物学的知見である。さらに、定常時においてミトコンドリア周辺で温度が高いことや、脱共役剤による刺激に応じてミトコンドリア周辺で顕著な温度上昇が起きることも確認した。現在、これらの成果を公表すべく投稿論文を執筆中である。
また本年度は、平成20年度に得られた細胞の温度測定に関する成果を43rd IUPAC World Polymer Congress (Glasgow, UK)にて発表し、さらにこれまでの蛍光性温度センサーに関する研究内容をInternational Congress on Analytical Science 2010 (Kochi, India)にて講演した。

Research Products

• [Journal Article] Quantitative mapping of aqueous microfluidic temperature with sub-degree resolution using fluorescence lifetime imaging microscopy (2010)
  • Author(s): Emmelyn M.Graham, et al.
  • Journal Title: Lab on a Chip Volume: 10 Pages: 1267-1273
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ポリアクリルアミド系蛍光センサー (2010)
  • Author(s): 内山聖一
  • Journal Title: 有機合成化学協会誌 Volume: 68 Pages: 153-159
  • NAID: 10026868012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hydrophilic fluorescent nanogel thermometer for intracellular thermometry (2009)
  • Author(s): Gota, et al.
  • Journal Title: Journal of the American Chemical Society 131 Pages: 2766-2767
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 蛍光性分子温度計を利用した微小領域の温度測定 (2008)
  • Author(s): 内山聖一, ら
  • Journal Title: 計測と制御 47 Pages: 383-388
  • NAID: 10021115032
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fluorescent sensors for measuring temperature inside a living cell (2010)
  • Author(s): Seiichi Uchiyama
  • Organizer: International congress on analytical science 2010
  • Place of Presentation: Kochi, India
  • Year and Date: 2010-11-25
• [Presentation] Fluorescent nanogel thermometer for intracellular thermometry (2010)
  • Author(s): Seiichi Uchiyama, et al.
  • Organizer: 43rd IUPAC World Polymer Congress
  • Place of Presentation: Glasgow, UK
  • Year and Date: 2010-07-14
• [Presentation] 生細胞の温度測定を可能にする蛍光性温度センサーの開発 (2009)
  • Author(s): 内山聖一, 他
  • Organizer: 第58回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-05-29